Rent vand til det sydlige Afrika

Over 100 millioner mennesker i det sydlige Afrika har ingen adgang til rent vand - mange kilder i landdistrikterne er forurenede. I SafeWaterAfrica-projektet, Afrikanske og europæiske partnere arbejder tæt sammen om at udvikle en decentral systemløsning til vandrensning, der kan drives og vedligeholdes selvstændigt af landbeboerne. Systemet dækker flere hundrede menneskers behov for rent vand. Forskere ved Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films IST koordinerer projektet.

Rent vand er en knap ressource i landdistrikterne i det sydlige Afrika. Naturlige kilder indeholder ofte kemiske og mikrobiologiske urenheder. Og dødeligheden af ​​vandbårne patogener og forurenende stoffer er tilsvarende høj, med infektionssygdomme en væsentlig faktor. Dette problem behandles i det afrikansk-europæiske "SafeWaterAfrica"-projekt. Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films IST i Braunschweig koordinerer projektet. At forsyne landbefolkningen i det sydlige Afrika med rent vand, projektpartnerne (se SafeWaterAfrica-profilen) er ved at udvikle et decentralt og selvstændigt system til vandrensning. Det er designet til at fungere i landdistrikter, der er afskåret fra offentlige vand- og energiforsyninger. Dækker behovene for 300 mennesker, løsningen har en kapacitet på 1, 000 liter i timen. Off-grid-systemet er udstyret med lavenergi vandbehandlingsteknologi, mens solfangere på taget af containeren leverer energien.

Desinfektion uden kemikalier

Fraunhofer IST's bidrag er dets teknologi til elektrokemisk vandrensning ved hjælp af diamantbelagte elektroder. "Vi er involveret i desinfektionsenheden kendt som CabECO. Metoden til at nedbryde forurenende stoffer i vand ved hjælp af diamantelektroder blev udviklet af vores institut og overtaget i 2001 af vores spin-off CONDIAS GmbH, som også er partner i projektet, " siger Dr. Lothar Schäfer, Vicedirektør for Fraunhofer IST. Ved hjælp af elektrokemisk oxidation, processen renser vandet og fjerner bakterier og vira fra det. Modulet indeholder ledende elektroder, der er belagt med et tyndt lag diamant. "Et lavt potentiale på blot et par volt påføres mellem elektroderne. Vandet (H2O), der strømmer igennem, omdannes derefter til ozon (O3 ) og hydroxyl (OH) radikaler. O3 er et af de mest effektive desinfektionsmidler, mens OH er det stærkeste oxidationsmiddel der findes. Sammen, de ødelægger alle bakterier og organiske urenheder. Det betyder, at vi ikke behøver klor eller andre kemikalier til desinfektion, " forklarer fysikeren. I feltforsøg, forskerne var i stand til at reducere kimtallet med en faktor 1, 000 til 10, 000 og opnå det nødvendige desinfektionsniveau. I øvrigt, det flodvand, som projektpartnerne behandler, indeholder klorforbindelser, hvoraf hypochlorit – et yderligere oxidationsmiddel – fremstilles. Fordelen ved hypochloritter er, at de indtages langsomt over en lang periode, hvorimod ozon nedbrydes relativt hurtigt.

Fremstillet i Afrika

CabECO desinfektionsenheden er en komponent i systemløsningen. Andre moduler udfører opgaver som fjernelse af tungmetaller, sedimenter og nitrogenforbindelser. "I containerne, der er teknologier, der stammer fra Afrika såvel som fra europæiske leverandører. De afrikanske partnere har bidraget med en masse knowhow. Som en anerkendelse af dette, vi beskriver også systemløsningen som 'Made in Africa', " understreger videnskabsmanden. Kombinationen af ​​modulerne til forbehandling af vandet vil blive tilpasset de respektive lokale forhold og vandets oprindelige tilstand. En demonstrator er allerede i testdrift i det sydlige Afrika, og installationen af ​​endnu en i Mozambique er planlagt til april 2019. I fremtiden installationerne skal bygges og drives i Sydafrika. Et fjerndiagnosesystem understøtter drift, vedligeholdelses- og reparationsproces.